Для чего нужно излучение
Радиация в медицине и жизни: почему не стоит бояться УЗИ, рентгена и микроволновки
УЗИ, вайфай, микроволновые печи, магнитно-резонансная томография: какое излучение вредное, что нужно делать, чтобы себе не навредить, а чего не стоит бояться.
Читайте «Хайтек» в
Какая радиация бывает
Радиация — это в узком значении ионизирующее излучение, то есть вид энергии, которая способна выбивать электроны из атомов и делать их ионами. Эти лучи прямо или косвенно могут повреждать ДНК и клеточные мембраны.
Часто радиацию и ионизирующее излучение не разделяют, однако именно ионизирующее излучение повреждает живые клетки, вызывает поломки ДНК. Поэтому в широком смысле радиация — это любое излучение.
Если излучение не ионизирующее, оно все равно может быть вредным: например солнечная радиация может вызвать ожоги.
Кто излучает радиацию
Второй процесс идет в недрах звезд, включая Солнце. За пределами атмосферы Земли и ее магнитного поля солнечное излучение включает в себя не только свет и тепло, но также рентгеновские лучи, жесткий ультрафиолет и разогнанные до внушительной скорости протоны.
Протоны наиболее опасны для оказавшихся в дальнем космосе. В год повышенной солнечной активности попадание под пучок протонов даст смертельную дозу облучения за считаные минуты. Это примерно соответствует фону вблизи разрушенного реактора Чернобыльской АЭС.
Однако ближе нашему пониманию другие источники радиации, например горные породы, включая гранит и уголь, содержат уран, торий и испускают газ радон. Так что если дом построен на скальных породах и плохо проветривается, то из-за радона у жителей повышается риск заболеть раком легких. Также вредно в этом плане курение: полоний-210 в табачном дыме активный и опасный изотоп.
Все это составляющие естественного радиационного фона: человеческий организм приспособился жить в таких условиях.
Бытовые и медицинские приборы с радиацией
Энергии микроволн недостаточно для того, чтобы оторвать электроны от ядер атомов. Медики и биологи спорят о том, как СВЧ-излучение в малых дозах может влиять на человеческий организм, но пока результаты скорее обнадеживающие: сопоставление целого ряда разных масштабных исследований указывает на то, что связи между телефонами и злокачественными опухолями нет.
Есть много методов, которые позволяет посмотреть буквально внутри человека и все они считаются опасными, хотя по суть своей очень разные. Например в УЗИ используют неионизирующее излучение — это волны с небольшой энергией, они не могут повреждать ДНК, но могут, например, нагревать ткани.
Ультразвук не относится к ионизирующему излучению, которое повреждает ДНК, также доказано, что никакого отрицательного влияния на женщину или плод он не оказывает.
Не смотря на это, УЗИ лучше делать только в тех случаях, когда вам его назначил врач.
МРТ действует по такому же принципу, что и УЗИ. И в МРТ, и в УЗИ используют неионизирующее излучение.
Во время компьютерной томографии (КТ) и рентгенографии человека действительно облучают. Этот метод основан на ионизирующем излучении, то есть том, которое может отрывать электроны в атомах, создавая таким образом ионы, и провоцировать мутации в ДНК. Ионизирующее излучение в больших дозах может увеличивать риск развития онкологических заболеваний.
Для того, чтобы понять на сколько КТ действительно опасно или нет, вред ионизирующего излучения оценили преимущественно из последствий крупных катастроф, например, взрыва атомной бомбы в Хиросиме и чернобыльской аварии. Поэтому нельзя с уверенностью говорить о вреде КТ и рентгенографии: все-таки дозы облучения в этих случаях довольно маленькие. Возможно даже, такие методы никак не вредят здоровью — или вредят, но не так сильно, как принято думать.
Однако при беременности есть ряд отдельных показаний. Снизить количество облучения, если процедура необходима, можно, например, если делать снимок со спины. Рентгенография головы, шеи, груди и конечностей никак особенно не вредит плоду, особенно если использовать свинцовый фартук.
Компьютерная томография разных частей тела тоже относительно безобидна, если накрыть живот. Кроме того, компьютерную томографию можно делать чуть более низкого качества, чтобы уменьшить лучевую нагрузку.
Большинство исследований не выходит за дозу поглощенной радиации в 0,05 Гр (5 рад). Если же доза в 0,1 Гр (10 рад) то на скоре до 14 дней это никак не влияет на плод, но на большем сроке есть риск, что плод будет развиваться с задержкой. Облучение после 20–25 недели относительно безопасно.
Вред от вайфая также не доказан. Это радиочастотное излучение, и у роутера оно гораздо слабее, чем у мобильного телефона.
И он тоже не опасен: сопоставление целого ряда разных масштабных исследований указывает на то, что связи между телефонами и злокачественными опухолями нет.
От телефонов идет неионизирующее радиочастотное излучение, влияние которого на человека изучено не на 100 процентов. Но пока, как сообщают в Центрах по контролю и профилактике заболеваний США, нет причин отказываться от мобильных телефонов.
Радиация и другая техника
Радиация может оказывать разрушительный эффект при долгом и методичном воздействии. Микросхемы на аппаратах в межпланетном пространстве, где много космических лучей, приходится специально адаптировать для работы в условиях повышенного радиационного фона.
Именно из-за этого производительность процессора, скажем, на марсоходе или юпитерианском зонде Juno весьма скромна по земным меркам: за устойчивость к облучению конструкторы расплачиваются габаритами и скоростью работы.
Кто больше всего подвержен радиации
Дети в большей степени подвержены негативному влиянию радиации. Облучение эмбриона или плода может привести к разнообразным тяжелым последствиям: от гибели до ухудшения когнитивных способностей в дальнейшем. Но многое зависит от дозы, и в случае, когда доза поглощенной радиации меньше 0,1 Гр, ни о каких последствиях не известно.
Для чего нужно излучение
РОЛЬ РАДИАЦИИ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Радиация. Это слово воспринимается многими людьми крайне неприязненно. Лучевая болезнь, рак щитовидной железы, лейкоз – всё это очень страшно. Большие дозы радиации самым негативным образом влияют на человеческий организм. Но не всё так однозначно. Радиация непрерывно, в течение всей жизни воздействует на человека, значит, есть и безопасные дозы радиации?! А каков он – допустимый уровень радиации? Как сохранить жизнь человека с точки зрения данной проблемы?
Актуальность темы «Роль радиации в жизни человека» растёт в связи с увеличением использования в хозяйственной деятельности человека источников радиоактивных излучений. С другой стороны, интерес вызывает вопрос о происхождении радиационного фона и его составляющих.
Для себя мы обозначили проблему так: роль радиации в жизни человека в большей мере положительная или отрицательная? Цель нашей работы была такова: выяснить роль радиоактивных излучений в жизни человека. Перед нами были поставлены такие задачи:
найти область применения радиоактивных излучений;
установить, в чем опасность радиации для человека;
познакомиться с принципом работы дозиметра;
исследовать уровень радиации на территории нашей школы.
На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре.
Химический элемент уран, открытый в 1840 г. химиком Пелиго Эжен Мелькиором, проявил свою способность к самопроизвольному излучению благодаря французскому ученому Анри Беккерелю. Эта способность позже была обнаружена и у других химических элементов и получила название радиоактивности. Такого рода исследованиями занимались Э.Резерфорд, П.Кюри, М.Склодовская- Кюри и др. Не сразу они поняли об опасности, исходящей от этих излучений. Многие из них впоследствии умерли от лучевой болезни.
Еще до открытия Беккереля профессор физики В.Рентген открыл Х-лучи, которые проникали через книгу, стекло и даже руку, предоставляя возможность видеть кости скелета на специальном экране. А если закрепить это изображение на фотопластинке? Так был получен первый «рентгеновский снимок».
Н.Тесла тоже экспериментировал с этими лучами, и именно он предложил использовать их для обнаружения опухолей человеческих органов. Ему удалось получить снимки животных, птиц и самого себя. Сначала он был уверен, что эти лучи безвредны и иногда даже засыпал под ними. Но после одного из опытов ученый получил сильный ожог и догадался об опасности этих лучей. Сейчас всем хорошо известно: рентгеновское излучение является ионизирующим.
Радиация (хотя специалисты говорят – ионизирующее излучение) – это поток частиц, способных ионизировать среду, то есть превращать нейтральные атомы и молекулы среды в частицы, имеющие положительный или отрицательный заряд (ионы).
2.2. Применение радиоактивных излучений (положительная роль радиации).
Применение радиоактивных излучений:
Для исследования обмена веществ в организме человека
По химическим свойствам радиоактивные атомы не отличаются от обычных атомов. Их можно обнаружить по их излучению. Это своего рода метка, с помощью которой можно проследить за поведением данного химического элемента.
Таким способом было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Лишь железо, которое входит в состав гемоглобина, поступает в кровь в том случае, когда его запасы в организме иссякают, и оно начинает усваиваться организмом.
А вот еще пример. Известная фирма «Лего» добавляет в свою продукцию сульфат бария для того, чтобы обнаружить игрушку, попавшую в пищевод ребенка, ведь сульфат бария хорошо заметен в рентгеновских лучах.
(Сульфат барияBaSO4 – это средство для проведения рентгенологических исследований пищевода, желудка и кишечника человека. Оно не всасывается из желудочно-кишечного тракта и не попадает в системный кровоток. В промышленных масштабах сульфат бария получают из тяжелого шпата, который является природным минералом.)
Для лечения онкологических заболеваний, рентгенодиагностика, рентгенотерапия
Назначается курс облучения (лучевая терапия) для подавления раковых клеток на разных стадиях течения болезни (кобальтовая пушка), а также для диагностики, обследования человека.
В промышленности: контроль износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания; слежение за процессами в доменных печах; исследование структуры металлических отливок с целью обнаружения дефектов.
В сельском хозяйстве: увеличение урожайности при облучении семян растений; осуществлениеконтроля за усвоением растениями удобрений во время роста и созревания.
В археологии: определение возраста органических соединений, организмов методом радиоактивного углерода.
Периодически население нашей страны проходит медицинское обследование. При флюорографическом обследовании человека используют рентгеновские лучи, которые относятся к проникающей радиации. При воздействии радиации на организм человека процесс ионизации идет непосредственно в клетках тканей и органов. И если источник излучения обладает большой мощностью, это может привести к неприятным последствиям. Под действием ионизирующего излучения в живой клетке появляются чужеродные химически агрессивные соединения. Если таких соединений накапливается слишком много, то клетка гибнет. Опасность излучений осложняется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах.
Необходимо отметить, что все медицинские мероприятия, связанные с облучением человека, назначаются тогда, когда ожидаемый полезный эффект намного превышает возможный вред от воздействия радиации.
Компьютерная томография дает больше радиации, чем рентгеновский снимок, но позволяет выявить злокачественные опухоли и другие заболевания на ранних стадиях. Лечение назначается до того, как болезнь разовьется, и шансы на благополучный исход значительно возрастают.
Современные цифровые аппараты для флюорографического обследования позволяют снизить дозу в 10 раз по сравнению с устаревшей аппаратурой. Именно об этом нам рассказал врач-рентгенолог клиники «МEDСИ» Шустова В.Г. и рентген-лаборант Харитонова М.И.
Радиоактивные изотопы, образующиеся в процессе деятельности предприятий атомной энергетики (без взрывов и опасных выбросов), называют искусственными или техногенными. В то же время, в каждой вещи, в каждом предмете, которые нас окружают, в том числе в питьевой воде и самом воздухе, содержатся природные или естественные радиоактивные изотопы.
(Изотопы – это разновидности данного химического элемента, обладающие одинаковыми химическими свойствами, но различающиеся по массе атомных ядер и своей радиоактивностью).
Именно природные изотопы вносят наибольший вклад в годовую дозу облучения человека. Опасными они становятся при сильной концентрации в различных технологических процессах (добыча и транспортировка нефти и природного газа, сжигание угля и мазута на тепловых электростанциях).
В грунте, строительных материалах всегда содержится некоторое количество радия Ra-226 ( радиоактивный элемент), из которого образуется радиоактивный благородный газ радон (Rn-222). Газ радон не удерживается в строительных конструкциях, а свободно выходит в воздух. Он может накапливаться в закрытых, мало проветриваемых помещениях, а с воздухом попадает в легкие человека и разносится кровью по органам и тканям, что приводит к внутреннему облучению организма.
Наибольшее количество радона может скапливаться в душе, водяной пар способствует притоку радона.
Вот почему в строительстве надо использовать чистые материалы, прошедшие радиационно-гигиенический контроль. А в помещениях необходимо устраивать влажную уборку (ведь на частичках пыли могут оказаться продукты распада радона), регулярно их проветривать, над плитой обязательно должна быть вытяжка, а питьевую воду лучше кипятить. Все это позволит значительно снизить радоновую «дозу».
Так где же граница между безопасной и опасной дозой радиации? Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой излучения. Поглощенной дозой излучения называют отношение поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе облучаемого вещества. Она измеряется в грэях (Гр). Естественный фон радиации за год на человека составляет 0,002 Гр. По нормам, установленным Международной комиссией по радиационной защите, для работающих с излучением лиц предельно допустимая за год поглощенная доза составляет 0,05 Гр.
1 Зв – эквивалентная доза, при которой доза поглощенного излучения равна 1 Гр.
Максимальное значение эквивалентной дозы, при получении которого происходит поражение организма, выражающееся в нарушении деления клеток, составляет 0,5 Зв.
Среднее значение эквивалентной дозы поглощенного излучения за счет естественного радиационного фона составляет 2 мЗв в год на человека.
Для обычного человека, не работающего с источниками радиации, допустимая годовая доза от техногенной радиации (исключая медицинское облучение) составляет 1 мЗв, а для сотрудников, работающих с источниками радиации – 20 мЗв.
Согласно Постановлению Главного государственного санитарного врача РФ Г. Г. Онищенко № 11 от 21.04. 2006г «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п.3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации».
Во время посещения клиники «МEDСИ» врач Шустова В.Г. сказала, что врачи и сотрудники, обслуживающие рентгеновский аппарат и компьютерный томограф, пользуются индивидуальными дозиметрами. (Правда, сфотографировать томограф и дозиметр они нам не разрешили.)
Практическая часть нашей работы состояла в исследовании уровня радиационного фона на территории нашей школы. Разобравшись в принципе действия дозиметра «Снегирь», мы произвели замеры на первом этаже школы, где находится кабинет физики, в столовой, где учащиеся вкусно кушают, на втором этаже, где находится учительская, а также на третьем этаже нашей школы, в кабинете информатики, истории, в большом спортивном зале. Результаты таковы:
1 этаж – 0,11 мЗв; 2 этаж – 0,1 мЗв; столовая – 0,09 мЗв;
3 этаж – 0,1 мЗв; кабинет истории – 0,13 мЗв;
кабинет информатики – 0,14 мЗв; спортивный зал – 0,12 мЗв;
на футбольной площадке – 0,07 мЗв.
Эти исследования показали, что на территории нашей школы не превышен уровень радиационного фона.
В заключении хотелось бы сказать, что может скоро наступит будущее, когда роль радиации (и атомной энергетики в целом) будет только положительная, и фантастические идеи станут реальностью.
«В недалеком будущем на автомобилях могут быть установлены портативные атомные двигатели, а заправку их необходимым ядерным горючим произведут один раз – при изготовлении машин на заводе… Самолеты будут совершать рейсы в стратосфере, где воздух сильно разрежен. Атомный двигатель даст самолету колоссальные возможности, которых он сейчас не имеет».
И. К. Цацулин «Атомная крепость».
- Список использованных источников и литературы
Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация: от космических лучей до компьютерного томографа – М. Информационный центр по атомной энергии, 2014
Благодаров В.С., Равуцкая Ж.И. Физика 7-11 классы. Организация внеклассной работы – Волгоград. : Учитель, 2011
Воронцов-Вельяминов Б.А.Очерки о Вселенной – М.: Наука, 1980
Перевод с английского Банникова Ю.А.: Радиация. Дозы, эффекты, риск – М.: Мир, 1990
Излучение
Из Википедии — свободной энциклопедии
В физике излучение — это передача энергии в форме волн или частиц через пространство или через материальную среду. [1] [2] Это понятие включает в себя:
Излучение часто классифицируется как ионизирующее или неионизирующее в зависимости от энергии излучаемых частиц. Ионизирующее излучение несёт более 10 эВ, что достаточно для ионизации атомов и молекул, а также разрыва химических связей. Это важное различие из-за большой разницы в пагубности для живых организмов. Распространенным источником ионизирующего излучения являются радиоактивные материалы, которые испускают α, β или γ излучение, состоящее из ядер гелия, электронов или позитронов и фотонов соответственно. К другим источникам относятся рентгеновские лучи от медицинских исследований рентгенографии, а также мюоны, мезоны, позитроны, нейтроны и другие частицы, которые составляют вторичные космические лучи, которые образуются после взаимодействия первичных космических лучей с атмосферой Земли.
Слово «излучение» происходит от явления исходящих волн (то есть распространяющихся во всех направлениях) от источника. Этот аспект приводит к системе измерений и физических единиц, которые применимы ко всем типам излучения. Поскольку такое излучение расширяется при прохождении через пространство и сохранении его энергии (в вакууме), интенсивность всех типов излучения от точечного источника следует закону обратных квадратов по отношению к расстоянию от его источника. Как и любой идеальный закон, закон обратных квадратов аппроксимирует измеренную интенсивность излучения до такой степени, как если бы источник приближался к геометрической точке.
«Отношение людей к той или иной опасности определяется тем, насколько хорошо она им знакома».
Настоящий материал – обобщённый ответ на многочисленные вопросы, возникающие пользователей приборов для обнаружения и измерения радиации в бытовых условиях.
Минимальное использование специфической терминологии ядерной физики при изложении материала поможет вам свободно ориентироваться этой в экологической проблеме, не поддаваясь радиофобии, но и без излишнего благодушия.
Опасность РАДИАЦИИ реальная и мнимая
«Один из первых открытых природных радиоактивных элементов был назван «радием»
— в переводе с латинского-испускающий лучи, излучающий».
Каждого человека в окружающей среде подстерегают различные явления, оказывающие на него влияние. К ним можно отнести жару, холод, магнитные и обычные бури, проливные дожди, обильные снегопады, сильные ветры, звуки, взрывы и др.
Благодаря наличию органов чувств, отведенных ему природой, он может оперативно реагировать на эти явления с помощью, например, навеса от солнца, одежды, жилья, лекарств, экранов, убежищ и т.д.
Ионизирующее излучение
Протоны частицы имеющие положительный заряд, равный по абсолютной величине заряду электронов.
Нейтроны нейтральные, не обладающие зарядом, частицы. Число электронов в атоме в точности равно числу протонов в ядре, поэтому каждый атом в целом нейтрален. Масса протона почти в 2000 раз больше массы электрона.
Источники радиации
Источники радиации бывают естественными, присутствующими в природе, и не зависящими от человека.
Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в помещения представляет собой вода и природный газ, используемый для приготовления пищи и обогрева жилья.
Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из глубоких колодцев или артезианских скважин содержит очень много радона. Однако основная опасность исходит вовсе не от питья воды, даже при высоком содержании в ней радона. Обычно люди потребляют большую часть воды в составе пищи и в виде горячих напитков, а при кипячении воды или приготовлении горячих блюд радон практически полностью улетучивается. Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате или парилке (парной).
ВОЗДЕЙСТВИЕ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ТКАНИ ОРГАНИЗМА
Повреждений, вызванных в живом организме ионизирующим излучением, будет тем больше, чем больше энергии оно передаст тканям; количество этой энергии называется дозой, по аналогии с любым веществом поступающим в организм и полностью им усвоенным. Дозу излучения организм может получить независимо от того, находится ли радионуклид вне организма или внутри него.
Количество энергии излучения, поглощенное облучаемыми тканями организма, в пересчете на единицу массы называется поглощенной дозой и измеряется в Греях. Но эта величина не учитывает того, что при одинаковой поглощенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее (в двадцать раз) бета или гамма-излучений. Пересчитанную таким образом дозу называют эквивалентной дозой; ее измеряют в единицах называемых Зивертами.
Следует учитывать также, что одни части тела более чувствительны, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе облучения, возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических повреждений. Поэтому дозы облучения человека следует учитывать с различными коэффициентами. Умножив эквивалентные дозы на соответствующие коэффициенты и просуммировав по всем органам и тканям, получим эффективную эквивалентную дозу, отражающую суммарный эффект облучения для организма; она также измеряется в Зивертах.
Заряженные частицы.
Проникающие в ткани организма альфа- и бета-частицы теряют энергию вследствие электрических взаимодействий с электронами тех атомов, близ которых они проходят. (Гамма-излучение и рентгеновские лучи передают свою энергию веществу несколькими способами, которые в конечном счете также приводят к электрическим взаимодействиям).
Электрические взаимодействия.
За время порядка десяти триллионных секунды после того, как проникающее излучение достигнет соответствующего атома в ткани организма, от этого атома отрывается электрон. Последний заряжен отрицательно, поэтому остальная часть исходно нейтрального атома становится положительно заряженной. Этот процесс называется ионизацией. Оторвавшийся электрон может далее ионизировать другие атомы.
Физико-химические изменения.
И свободный электрон, и ионизированный атом обычно не могут долго пребывать в таком состоянии и в течение следующих десяти миллиардных долей секунды участвуют в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, включая и такие чрезвычайно реакционно способные, как «свободные радикалы».
Химические изменения.
В течение следующих миллионных долей секунды образовавшиеся свободные радикалы реагируют как друг с другом, так и с другими молекулами и через цепочку реакций, еще не изученных до конца, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки.
Биологические эффекты.
Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или изменений в них.
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ РАДИОАКТИВНОСТИ
Представляют собой число распадов в единицу времени.
Представляют собой количество энергии ионизирующего излучения, поглощенное единицей массы какого-либо физического тела, например тканями организма.
1 мкЗв = 1/1000000 Зв
1 бер = 0.01 Зв = 10 мЗв Единицы эквивалентной дозы.
Представляют собой единицу поглощенной дозы, умноженную на коэффициент, учитывающий неодинаковую опасность разных видов ионизирующего излучения.
Представляют собой дозу полученную организмом за единицу времени.
Поскольку в кирпиче и бетоне в небольших дозах присутствуют радиоактивные элементы, доза возрастает еще на 1,5 мЗв/год. Наконец, из-за выбросов современных тепловых электростанций, работающих на угле, и при полетах на самолете человек получает до 4 мЗв/год. Итого существующий фон может достигать 10 мЗв/год, но в среднем не превышает 5 мЗв/год (0,5 бэр/год).
Такие дозы совершенно безвредны для человека. Предел дозы в добавление к существующему фону для ограниченной части населения в зонах повышенной радиации установлен 5 мЗв/год (0,5 бэр/год), т.е. с 300-кратным запасом. Для персонала, работающего с источниками ионизирующих излучений, установлена предельно допустимая доза 50 мЗв/ год (5 бэр/год), т.е. 28 мкЗв/ч при 36-часовой рабочей неделе.
ЧЕМ ИЗМЕРЯЮТ РАДИАЦИЮ
Доктор физико-математических наук, Профессор МИФИ Н.М. Гаврилов
статья написана для компании «Кварта-Рад»